闭环霍尔传感器的工作原理_霍尔电流传感器原理图

2022-06-01 11:01分类：传感器阅读：

闭环控制霍尔元件的原理

1879年，美科学家Edwin Herbert Hall发觉霍尔效应至今，霍尔元件技术性愈来愈多的运用于工业控制系统的各行各业。

进到八十年代，伴随着电子器件生产工艺的发展趋势，霍尔元件元器件的特性进一步提高，由霍尔元件元器件应用程序开发的霍尔元件电流量、电压传感器的特性也是有非常大提升，尤其闭环控制霍尔元件电流量、电压传感器的研制，极大地拓展了此项技术性的主要用途。

1、霍尔效应及霍尔元件元器件

霍尔效应是霍尔元件关键技术的理论基础，当通有小电流量的半导体材料片状放置电磁场里时，半导体材料内的自由电子受洛伦兹力的作用产生偏移，使半导体材料两边造成电位差，该电位差即是霍尔电压VH ，个工作电压VH与磁通量B及操纵电流量IC正相关，历经基础理论测算有以下式子关联：
VH =(RH/d)×B×IC (1)

式中：VH为霍尔电压；B为磁通量；IC为操纵电流量；RH为霍尔系数；d为半导体材料薄厚。

上式中，若维持操纵电流量IC不会改变，在一定标准下，可根据精确测量霍尔电压计算出来磁通量的尺寸，从而创建了电磁场与工作电压数据信号的联络。

依据这一表达式，研发了用以精确测量电磁场的半导体元器件，即霍尔元件元器件。

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霍尔元件电流传感器电路原理图

控制模块名字：闭环控制霍尔元件电流传感器

控制模块主要参数：
精确测量頻率： 0～100KHz
检测范围： 1A～40,000A
精度： 0.2%～1%
相对应時间： <1uS
线性度： 0.1%
无精确测量插损
精确测量AC,DC及浪涌电流
原边电流量与副边輸出数据信号高宽比防护

控制模块电路原理图：

原理：

被测电流量In穿过电导体造成的电磁场，由根据霍尔传感器輸出数据信号操纵的赔偿电流量Im穿过初级线圈造成的电磁场赔偿，当原边与副边的电磁场做到均衡时，其赔偿电流量Im就可以精准体现原边电流量In值。

1、闭环控制霍尔元件电流传感器的原理

闭环控制霍尔元件电流传感器是运用霍尔元件元器件为关键光敏电阻器用以防护检验电流量的模块化设计商品，它的原理是霍尔元件磁均衡式的。

当电流量穿过一根长的直输电线时，在输电线周边造成电磁场，电磁场的尺寸与穿过输电线的电流量尺寸正相关，这一电磁场能够根据铁磁性材料来集聚，随后用霍尔元件元器件开展检验，因为电磁场的转变与霍尔元件元器件的输出电压数据信号有优良的线型关联，因而可运用霍尔元件元器件的测出的輸出数据信号，立即反映出输电线中的电流量尺寸：
I ∝ B ∝ VH （2）

式中：B为输电线通电流量后造成的磁通量；I为根据输电线中的电流量；VH为霍尔元件元器件在电磁场B中造成的霍尔电压。当挑选适度的比例系数，以上关联能够表明为式子。针对霍尔元件输出电压数据信号VH的解决，大家设计方案了千百种电源电路，但整体而言可分成两大类，一类为开环增益霍尔元件电流传感器；另一类为闭环控制霍尔元件电流传感器。

闭环控制霍尔元件电流传感器的原理是磁均衡式的，即原边电流量（IN）所造成的电磁场，根据一个副边电磁线圈的电流量（IM）所造成的电磁场开展赔偿，使霍尔元件元器件自始至终处在检验零磁通量的运行状态。当原副边赔偿电流量造成的电磁场在磁心中做到均衡时：
N×IN= n×IM （3）
式中：N为原边电磁线圈的线圈匝数；IN为原边电流量；n为副边电磁线圈的线圈匝数;IM为副边赔偿电流量。

由上式看得出，当已经知道感应器原边和副边匝数时，根据精确测量副边赔偿电流量IM的尺寸，就可以计算出来原边电流量IN的值，进而完成了原边电流量的防护精确测量。

对于霍尔元件的电源电路方式来讲，大家最非常容易想起的是将霍尔传感器的输出电压用运放电路立即数据信号变大，获得所必须的数据信号工作电压，从而工作电压值来校准原边被测电流量尺寸，这类方式的霍尔元件一般称之为开环增益霍尔元件电流传感器。

开环增益霍尔元件的优势是电源电路方式简易、成本费相对性较低；其缺陷是精密度、线性较弱；响应速度比较慢；溫度飘移很大。为了更好地摆脱开环增益感应器存在的问题，八十年代后期，海外发生了闭环控制霍尔元件电流传感器。